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一个巨大的城市,夜晚灯火通明,工厂日夜不息。突然有一天,能源被切断了,所有的工厂都停止了轰鸣。在宇宙中,也存在类似的现象。我们的银河系就是一个持续“生产”恒星的“工厂”,每一年都会有新的恒星诞生。但宇宙中还有一些星系,它们曾经经历过一段疯狂“造星”的爆发期,其速度是普通星系的几十上百倍。然而,好景不长,这种爆发在很短的时间内(相对于宇宙尺度)就戛然而止,星系里的恒星工厂仿佛被集体“断了电”。天文学家称这些星系为“后星暴星系”。

那么,是什么“能源”被切断了呢?恒星是由宇宙中最基本的原料——冷气体——凝聚而成的。这就像工厂需要煤炭或石油一样,星系需要冷气体来制造恒星。冷气体在星系中主要以两种形态存在:一种是弥漫在星系盘外围的“原子氢气体”(HI),它像是散落在仓库里的原材料;另一种是密度更高的“分子氢气体”(H2),它集中在星系的中心区域,是恒星形成的直接燃料,可以看作是已经送到生产线上的零件。

为了解开后星暴星系“断电”之谜,一个名为EMBERS的国际天文学家团队,利用中国“天眼”FAST望远镜和西班牙的IRAM 30米望远镜,对86个“案发现场”(后星暴星系)进行了“搜查”。他们同时测量了这些星系中原子氢和分子氢的含量。这是天文学史上第一次如此大规模、系统地对同一批“断电”星系进行两种“能源”的全面盘点。

科学家发现:有些后星暴星系,两种气体都消耗殆尽,就像工厂的原料和零件都用光了,彻底停工了;但另一些星系,虽然恒星工厂已经停工,但仓库里却还堆满了“原子氢”这种原材料,甚至生产线上也有不少“分子氢”零件。这说明,对于这些星系来说,问题可能不是缺少燃料,而是燃料无法被有效利用,或者生产线本身出了故障。

更有趣的是,大多数后星暴星系的气体含量,既不像那些还在疯狂造星的“年轻”星系那样丰富,也不像那些早已“退休”的老年星系那样贫瘠。它们恰好处于一个“中间状态”。这个发现非常关键!它就像一张快照,捕捉到了星系从繁荣走向沉寂的过渡瞬间。这表明,后星暴星系确实正在经历一个快速的气体耗竭过程,但这个过程并非“一刀切”,可能存在着多种不同的“关闭”模式。有的可能是“燃料耗尽”,有的可能是“燃料供应线中断”,还有的可能是“机器损坏(气体无法凝聚)”。

这项研究让我们对星系的生命周期有了更深的理解。它告诉我们,一个星系的“退休”并非总是缓慢的、温和的,也可以是突然的、剧烈的。而EMBERS巡天,就像一部星系版的《犯罪现场调查》,为我们揭示了恒星工厂“断电”背后那些不为人知的秘密。


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